Jhon Von Neumann (1903-1957) nació en budapest (Hungría), fue un niño prodigio con una gran memoria fotográfica y una gran habilidad para los idiomas. En 1921 ingresó en la universidad de Budapest para estudiar matemáticas su padre no quería que estudiase matemáticas porque pensaba que era una carrera la cual luego no iba a ganar dinero, por lo que ingresó en la (ETH) para estudiar ingeniería química. En 1925 obtuvo la licenciatura en química y en 1926 el doctorado en matemáticas.
Hacia 1943 al comenzar la segunda guerra mundial se intereso por la computación. En los años 50 construyó la computadora IAS cuyo diseño ha sido una de las base de la computadora actual conociéndose como "arquitectura de Von Neumann".
ARQUITECTURA DE VON NEUMANN:
Actualmente se utilizan principalmente dos tipos de ordenadores: Analógicos y Digitales. Existen diversas formas de de diseñar un ordenador digital. En la actualidad la más aceptada es la denominada arquitectura de Von Neumann que consta de las siguientes partes:
Unidad de memoria(UM): Es la encargada de almacenar la información.Esta arquitectura se caracteriza por utilizar dicha unidad tanto para almacenar información como para programas.Aquí surge el concepto de programa almacenado.De esta manera, un ordenador puede utilizarse para varios cometidos sin necesidad de reprogramarlo.
Unidad central de proceso(CPU) o microprocesador: Es el circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos.Se encarga de interpretar las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Está constituida por:
- Unidad de control (UC): su objetivo es gestionar y coordinar todas las unidades funcionales para obtener el fin deseado. Gran parte de la complejidad de un ordenador reside en el diseño de esta unidad ya que, dependiendo de cómo funcione, así sera el rendimiento del equipo.
- Unidad aritmético lógica (ALU): tiene como objetivo realizar las operaciones necesarias para procesar la información. Su elemento principal es el operador, cuya misión es realizar un calculo.
VÍDEO:
Vídeo arquitectura de Von Neumann
Buses de comunicación: todas esta unidades se comunican entre sí a través de unos canales llamados buses.Los buses pueden ser de diferentes tipos:
- Bus de datos (BD): transfiere datos entre los elementos del ordenador.
- Bus de direcciones (BA): transfiere direcciones entre la UM Y UC.
- Bus de control (BC): emite señales de control que gobiernan el funcionamiento de las unidades.
Los niveles están diseñados de forma que las memorias mas rápidas se sitúan en los niveles mas bajos.Existe una relación entre velocidad de una memoria y capacidad y coste: a mayor velocidad, mayor coste y menor capacidad.
Los niveles de jerarquía de memoria son estos:
Los niveles de jerarquía de memoria son estos:
Auxiliar: esta memoria se usa como soporte de respaldo de información , pudiendo situarse en medios extraíbles o en la red.
Secundaria: también llamada memoria de disco. Se utiliza para almacenar información de forma permanente , por lo que es de alta capacidad.
Principal: conocida también como memoria RAM. Es el bloque que constituye realmente la UM. Se emplea para almacenar datos y programas de forma temporal.
Caché: es la memoria intermedia entre la UM y la CPU utilizada como apoyo para acelerar los accesos de la CPU a la UM. La caché , en realidad se divide en varios niveles( L1, L2 , L3, L4) siendo L1 la mas rápida y de menor capacidad, y la L4 la mas lenta y de mayor capacidad.
Registros: son memorias de alta velocidad y baja capacidad para el almacenamiento intermedio de datos en las unidades funcionales, especialmente en la UC y la UAL.
Nota: Los Registros, la Caché y la memoria principal constituyen lo que se conoce como memoria interna del equipo. El resto de niveles conforman la memoria externa.
La unidad de memoria coincide con la memoria principal. El elemento de memoria está compuesto por un conjunto de celdas , cada una de las cuales tiene capacidad para 1B.
Todas estas celdas están identificadas por un numero llamado dirección de memoria.
Los registros auxiliares son:
- Un registro de direcciones (RD), utilizado para almacenar de forma temporal la dirección de memoria de un dato o instrucción.
- Un registro de datos (RM), que almacena temporalmente cualquier dato o instrucción que se intercambie con la memoria.
El registro de datos enlaza el bus de datos con la memoria de forma bidireccional: desde el bus hacia la memoria y viceversa.
La memoria puede realizar dos tipos de operaciones:
- Lectura: se accede a la información que contiene.
- Escritura: se introduce información en la memoria.
Unida de entrada/Salida (Ue/S)
La UE es la encargada de establecer la comunicación entre el usuario y la CPU. Para llevar a cabo el enlace utiliza unos dispositivos llamados periféricos.
Estos se clasifican en:
Debido a la gran cantidad de periféricos existentes, deberá haber un sistema que permita el intercambio de información entre cualquiera de estos dispositivos y el ordenador, el cual consta de dos partes
La UE es la encargada de establecer la comunicación entre el usuario y la CPU. Para llevar a cabo el enlace utiliza unos dispositivos llamados periféricos.
Estos se clasifican en:
- De entrada: Se introduce información en la CPU.
- De salida: Usados por el ordenador para mostrar información al usuario.
- De entrada y salida: Pueden actuar en los dos sentidos, tanto para introducir datos como para mostrarlos.
Debido a la gran cantidad de periféricos existentes, deberá haber un sistema que permita el intercambio de información entre cualquiera de estos dispositivos y el ordenador, el cual consta de dos partes
- Interfaz: Se encarga de gestionar el intercambio de información entre periféricos y la CPU.
- Controlador: Controla directamente el periférico y suele ir integrado en él.
FUENTES:
- Fuentes Propias(Apuntes)
- Wikipedia
- www.dma.eui.upm.es
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